Лекция № 1 ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ ГИДРОСФЕРА КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ
План лекции Экологические проблемы современного мира 2. Экологическая биотехнология как предмет. 3. Вода – объект исследований экологической биотехнологии 4. Состав сточных вод 1.
Экологические проблемы современного мира
Современные масштабы экологического кризиса Сокращение площади экосистем со скоростью 1% в год (сохранилось не более 40% незатронутых площадей); Изменение концентрации парниковых газов (СО 2) в атмосфере; Истощение озонового слоя на 1 -2% в год, появление озоновых дыр; Сокращение площади лесов, особенно тропических (200 тыс. км 2 в год); Расширение площади пустынь (на 60 тыс. км 2 в год); Деградация земель (засоление почв, уменьшение плодородия, эрозия почвы); Повышение уровня океана; Увеличение техногенных аварий и катастроф (5 -10% в год); Исчезновение биологических видов (5 -150 тыс. из 20 млн. ); Накопление вредных веществ в воде, почве, воздухе; Увеличение потребления пресной воды; Появление и увеличение интенсивности вредных физических полей (шум, инфразвук, электромагнитные поля); Изменение климата; Ухудшение качества жизни (генетические и новые заболевания, уменьшение иммунного статуса).
Классификация экосистем Ненарушенные: наличие естественного растительного покрова и плотность населения не более 10 человек на 1 км 2; Частично нарушенные: наличие вторичной, но естественно восстанавливаемой растительности, следов человеческой деятельности; Нарушенные: наличие постоянных сельскохозяйственных угодий и городских поселений, деградация земель.
Центры экологической дестабилизации На Земле осталось около 50 млн. км 2 ненарушенных территорий. В наибольшей степени экосистемы нарушены в Европе, Северной Америке и части Азии. В Северном полушарии сформировались Североамериканский, Европейский и Азиатский центры экологической деградации. Но сохранились также центры стабилизации, например, Северный Азиатский, Сибирский и др. Самым мощным центром стабилизации служит Мировой океан.
Экологическая биотехнология как предмет Экологическая биотехнология — это специальное применение биологических систем и процессов для решения задач охраны окружающей среды и рационального природопользования.
Основная цель экологической биотехнологии Защита природных экосистем от антропогенных и техногенных воздействий
Основные задачи экологической биотехнологии утилизация сельскохозяйственных, бытовых и промышленных отходов; очистка стоков и газовых выбросов; деградация ксенобиотиков, получение эффективных и нетоксичных препаратов для борьбы с болезнями и вредителями культурных растений и домашних животных; создание альтернативных и безвредных для окружающей среды способов воспроизводства пищи, лекарственных препаратов, энергоносителей и добычи полезных ископаемых.
Основные способы экологической биотехнологии Биовосстановление Биопереработка Биодеградация
Методы экологической биотехнологии Биологическая очистка сточных вод Компостирование Анаэробное сбраживание Биологическая дезодорация газов Биоремедиация почв Биомониторинг Биотестирование
Гидросфера – объект исследований экологической биотехнологии Гидросфера – водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, реки, озера, подземные воды и ледники, снеговой покров, а также водяные пары в атмосфере.
Вода в природе Объем гидросферы Земли оценивается в 1400 млн. км 3; Стационарные запасы пресных вод составляют 4 млн. км 3 (примерно 0, 3% объема гидросферы); С поверхности мирового океана испаряется 448 тыс. км 3 в год; Количество атмосферных осадков – 412 тыс. км 3 в год; Единовременный запас воды во всех реках 1200 км 3; На все виды водоснабжения на земном шаре расходуется 160 -170 км 3 в год
Классификация природных вод по степени минерализации По содержанию солей вода делится на: пресную (менее 1 г/л), засоленную (до 25 г/л), соленую (более 25 г/л). В воде океана содержится около 35 г/л различных солей, в том числе в воде: Балтийского моря - от 8 до 16 г/л, Каспийского моря - от 11 до 13 г/л, Черного моря - от 17 до 22 г/л. В пресной воде содержание солей обычно составляет 300 -450 мг/л, а в питьевой - 380 мг/л.
Сточная вода (СВ) Сточной называют воду, в которой загрязнение изменяет первоначальный химический состав или физические свойства. К сточным относят также загрязненные воды атмосферных осадков и воду от поливки улиц. Сточные воды делятся на бытовые, производственные и ливневые (иногда их называют атмосферные).
Бытовые сточные воды ( БСВ ) образуются в результате практической деятельности и жизнедеятельности людей. Концентрацию загрязняющих веществ БСВ определяют, исходя из удельного водоотведения на одного жителя: S = 1000 a / q , где S - концентрация загрязняющего вещества, мг/л а - количество загрязнений, приходящееся на одного жителя, г/сут; q - норма водоотведения на одного жителя, л/сут.
Производственные сточные воды (ПСВ ) Воды, использованные в технологическом процессе производства или образующиеся при добыче полезных ископаемых. Состав производственных сточных вод зависит от характера производственного процесса.
Классификация производственных сточных вод Ø Воды, содержащие неорганические примеси со специфическими токсичными свойствами ( стоки металлургии, гальванических цехов). Могут вызывать изменения р. Н воды водоемов. Соли тяжелых металлов являются токсичными по отношению к водным организмам ØВоды, в которых неорганические примеси не обладают токсичным свойствами ØВоды, содержащие нетоксичные органические вещества (пищевая промышленность). При попадании таких вод в водоем возрастает окисляемость, БПК, снижается концентрация растворенного кислорода. ØВоды, содержащие органические вещества со специфическими токсичными свойствами (предприятия органического синтеза, нефтеперерабатывающая, фармацевтическая промышленности).
Ливневые (атмосферные) сточные воды (ЛСВ) Образуются в результате таяния снега, дождей. Степень загрязнения ливневых вод зависит от общей санитарной обстановки населенного пункта и сезона: Ø Максимальные величины БПК воды наблюдаются в летние месяцы, а осенью они снижаются почти в 2 раза. Ø Для биогенных веществ характерен пик ранней весной и второй пик наблюдается осенью, после листопада. Ø Основная часть загрязненных дождевых вод поступает в канализацию в начале дождя.
Скачать презентацию Лекция 1 ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ
Lektsia_1_EkBt_2014.pptx